36. Химический состав подземных вод, их агрессивность к бетону.

Химический состав подземных вод. Химический состав подземных вод определяется количеством и соотношением содержащихся в них ионов (минерализацией воды), жесткостью, количеством и составом растворенных и нерастворенных в воде газов, реакцией воды (рН), агрессивностью и пр. Главнейшими    химическими    компонентами    подземных     вод являются катионы – Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, анионы – HCO3^-, Cl^-, SO4^2-, микрокомпоненты – Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Mn²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Br, I, N и другие газы – N2, O2, CO2, CH4, H2 и др., комплексные органические соединения – фенолы, битум, гумус, углеводороды органические кислоты. Химический состав подземных вод принято выражать в ионной форме в мг/л и г/л. Главными источниками веществ, растворенных в подземных водах, являются горные породы, газы атмосферы и поверхностные воды, питающие подземные воды и те геохимические условия, которые сложились в пределах площади распространения и на различных глубинах. Все подземные воды всегда со­держат в растворенном состоянии большее или меньшее количество солей, газов, а также органических соединений. Растворенные в воде газы (О, С02, CH4, Н2S и др.) придают воде оп­ределенный вкус и свойства. Количество и тип газов обусловливает степень пригодности воды для питьевых и технических целей. Подземные воды у поверхности земли нередко загрязнены органическими примесями (различ­ные болезнетворные бактерии, органические соединения, поступающие из канализационных систем, и т.д.). Такая вода имеет неприятный вкус и опас­на для здоровья людей. Соли. В подземных водах наибольшее распространение имеют хлори­ды, сульфаты и карбонаты. По общему содержанию растворенных солей под­земные воды разделяют на пресные (до 1 г/л растворенных солей), солонова­тые (от 1 до 10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Количество и состав солей устанавливается химическим анализом. Полученные результа­та выражают в виде состава катионов и анионов, мг/л или мг-экв/л.

Агрессивность подземных вод формируется из-за наличия в подземных водах определенного химического состава растворенных компонентов, усиливающих растворение и выщелачивание структурных составляющих конструкций. По степени воздействия на конструкции, воды подразделяются на: неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. Агрессивность подземных вод по отношению к бетонным сооружениям регламентируется различными нормативными документами, в том числе СНиП 2.03.11-85. Согласно В.М.Москвину (1980) выделяется три основных вида разрушения (коррозии) бетона. К первому виду относятся процессы, обусловленные растворением компонентов цементного камня. Они вызываются последовательным выщелачиванием из цемента сначала наиболее растворимого минерала - портландита (Ca(OH)₂), а затем - гидросиликатов и гидроалюминатов. Ко второму виду относят процессы, при которых происходят хим. взаимодействия; образующиеся продукты реакции либо легко растворимы и выносятся из бетона, либо отлагаются в виде аморфной массы. Наиболее распространенный вид этой коррозии - коррозия под влиянием углекислых вод (углекислотная агрессивность), вызывающих разрушение карбонатной пленки бетонов. В приморских районах широко распространена магнезиальная агрессивность. Она вызывается солями (как правило, сульфатами и хлоридами) магния, вступающими в обменную реакцию с портландитом, при которой гидроксид магния выпадает в осадок в порах и трещинах бетонной конструкции, а соли кальция выносятся раствором. К коррозии второго рода приводят также кислотные и щелочные растворы. Третий вид коррозии бетона включает процессы, при развитии которых в порах бетона происходит накопление и кристаллизация продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы. Они создают внутренние напряжения, ведущие к разрушению бетона (например, сульфатная агрессивность).